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多烯存在於自然界，具有反應性，並在許多生物過程中發揮作用，因此化學家們長期以來一直對高效構建這些化合物感興趣，尤其是為了能夠將它們用於未來的生物醫學應用。然而，這種設計目前既不簡單也不便宜，給有機化學家帶來了重大挑戰。以Ryan Gilmour教授為首的德國明斯特大學（University of Münster）的科學家們現在找到了一種受生物啟發的解決方案：他們成功地從簡單的、幾何定義明確的烯類構件中構建了複雜的多烯，如視黃酸。為此，科學家們利用小分子作為 "天線"，用光激發它們，從而通過一種被稱為 "能量轉移催化 "的過程使困難的化學反應得以進行。
"這個過程為我們提供了一個光碟機動的、操作簡單的解決方案，解決了一個困擾我們很長時間的難題。"該研究的第一作者John J. Molloy博士說。形成複雜的多烯的新可能性可以促進這些生物活性材料在藥物發現方面的探索。該研究已發表在《Science》雜誌上。
科學家們使用的烯烴是可以以兩種非等效幾何形式存在的結構單元。這些所謂的立體異構體（即鍵合模式相同但原子空間排列不同的化合物）是生物學中寶貴的化學信息來源，也是較大複雜分子中常見的結構特徵，如維生素A衍生物視黃醛。雖然，烯烴的幾何結構在功能上起著舉足輕重的作用，例如調節哺乳動物的視覺周期，但獲取幾何定義的烯構件進行迭代合成的策略明顯發展不足。儘管有許多方法可以獨立地獲取每個異構體，但它們往往受到選擇性差的困擾，或者需要費力的獨立合成活動。
就像植物將光轉化為能量一樣，研究人員利用小而廉價的有機分子在輻照下將常見的烯類構件 "翻轉 "成更具挑戰性的形式。這一過程被稱為 "能量轉移催化"。
由於這些材料在兩個位點上都被功能化，它們可以反覆擴展，以構建複雜的生物活性多烯，如視黃酸，它們可能憑藉烯烴類立體異構體以多種形式存在。明斯特團隊在短時間內立體控制合成兩種視黃酸類藥物Isotretinoin和Alitretinoin的過程中展示了他們的方法的威力。新方法結合了羰基化學在生物合成中的重要性和有機硼基團在當代有機化學中的多功能性。
論文標題為《Boron-enabled geometric isomerization of alkenes via selective energy-transfer catalysis》。